agosto 24, 2015

Descubrimiento de una Nueva Célula Nerviosa Regeneración de Neuronas con Células Artificiales Híbridas


El cerebro humano cambia y evoluciona constantemente
y la ciencia avanza en sus investigaciones sobre el cerebro


Un nuevo tipo de neuronas transmite la información rápidamente

El descubrimiento más reciente sobre el cerebro es realmente asombroso, ya que se trata del hallazgo de un nuevo tipo de neuronas que ha desconcertado a los científicos.

Con una morfología atípica en este tipo de células nerviosas, ellas fueron localizadas en el cerebro de los ratones, más específicamente en el hipocampo, zona que controla la memoria.

Al tener los ratones la misma estructura cerebral que los humanos, no es de extrañar que estas células también se encuentren en nuestro cerebro. Aunque de momento no se conoce su función, por su localización se espera que sean sumamente importantes en la comprensión futura del funcionamiento del órgano.

Las neuronas clásicas están estructuradas en tres partes: las dendritas que reciben la señal, el cuerpo de la célula que se encarga de la señal y el axón que conduce la señal eléctrica a otras células nerviosas.

Las neuronas son células nerviosas que transmiten mensajes en el cerebro a toda velocidad y por ende por todo el cuerpo al encender señales eléctricas entre unas y otras. 

A pesar de que las neuronas vienen en diferentes formas y tamaños, su estructura básica generalmente consiste en el cuerpo de una célula, de la que sobresalen apéndices alargados llamados dendritas y axones.

Las dendritas son estructuras que parecen ramas de árbol, que reciben señales de otras células nerviosas y las depositan en el cuerpo de una célula. Las neuronas procesan la señal y la dirigen a la siguiente célula por medio de una prolongación larga y delgada llamada axón.

Investigadores de la Universidad de Heidelberg y la Universidad de Bonn en Alemania  cuyos resultados fueron publicados en Neuron en setiembre 2014  han descubierto en cerebros de ratones un nuevo tipo de neurona dentro de las células triangulares del hipocampo, que transmite las señales eléctricas de manera particularmente eficaz. En estas nuevas células, el axón se origina directamente de una dendrita rodeando el cuerpo celular. Esta estructura permite una transmisión de la información mejorada con respecto a las neuronas normales.

Células triangulares
El hipocampo es la región del cerebro que está involucrada en el proceso de la memoria y se sabe que es importante para el conocimiento espacial. Esta parte del cerebro consolida la información a través del día y reproduce los mismos patrones a un ritmo muy rápido durante el sueño.

Los investigadores han estudiado los efectos de las señales recibidas por los axones. Para ello, inyectaron una sustancia a modo de transmisor neuronal en el tejido cerebral de los ratones. Esta sustancia “mensajera” fue activada utilizando pulsos de luz.

Las medidas indican que las dendritas que están conectadas directamente con el axón, propagan activamente incluso los estímulos más pequeños y activan la neurona. Una simulación informática realizada por los investigadores predice que este efecto es particularmente llamativo cuando la información que fluye desde otras dendritas hasta el axón es suprimida por señales de corriente inhibitorias del cuerpo celular. De ese modo, la información transmitida por esta dendrita tan especial influye en el comportamiento de la célula nerviosa más que la corriente proveniente de cualquier otra dendrita.
El axön (en verde) está directamente
conectado a las dendritas (en rojo)

La circulación de la señal eléctrica en este nuevo tipo de neurona no implica el cuerpo de la célula: la señal va directamente desde las dendritas al axón  que está conectado directamente a las dendritas  todo sin pasar por el cuerpo de la célula.

En otras palabras, cuando una señal eléctrica circula en este tipo de neuronas, no tiene ninguna necesidad de pasar por el cuerpo de la célula.



Célula receptora
Para descubrir el funcionamiento de estos axones, los investigadores utilizaron pulsos de luz, que eran proyectados directamente a ciertas dendritas para activar un neurotransmisor especifico llamado glutamato, estudiado a través de un microscopio de alta resolución. Descubrieron que las dendritas conectadas directamente al axón responden de manera más fuerte a los neurotransmisores.

El descubrimiento presenta un proceso distinto, desconocido hasta ahora. En estas células la señal no pasa por el cuerpo de la célula, viaja directo de la dendrita, a través de una prolongación directa al axón.

Los resultados parecen indicar que esta forma distinta fortalece la capacidad de la célula para emitir señales.

Nueva neurona
La pregunta que subyace es por qué estas células del hipocampo necesitan de estas “circunvalaciones” que saltan sobre el cuerpo de la célula. Este trayecto peculiar parece que hace que las células emitan señales más fuertes y sean menos propensas a inhibir su respuesta que las neuronas que operan por las rutas tradicionales. No obstante, todavía no está claro qué señales utilizan estos canales privilegiados y por qué.

El próximo paso para el equipo de investigación es identificar qué función biológica tiene que ver con esta neurona. Las respuestas a esta pregunta ayudarán a desenredar los misterios del vínculo entre el cerebro humano y la consciencia.


Regeneración de células nerviosas con células artificiales híbridas

Célula híbrida
Científicos japoneses del Hospital Universitario de Osaka, según una investigación realizada en marzo 2015, han desarrollado una célula artificial híbrida que combina células pluripotentes inducidas (iPS) con células nerviosas artificiales, y que podría ayudar a desarrollar tratamientos menos invasivos que los actuales.

El hallazgo ya ha probado con éxito las células híbridas en ratones. Para desarrollarlas, el equipo creó en primer lugar una célula nerviosa artificial que sirviera como base. Los científicos llevaron a cabo una serie de agujeros en polímeros tubulares para facilitar la ubicación de las células.

A continuación convirtieron las células iPS en células progenitoras cerebrales  que pueden desarrollarse en varios tipos de tejido nervioso  y las juntaron con las artificiales. Las células híbridas se trasplantaron en un ratón que había sufrido daños nerviosos en las patas traseras. Unos seis meses después del trasplante, los investigadores descubrieron cerca de 200 hilos conectados con el núcleo de las células nerviosas, unas cuatro veces más que el número de hilos que se encuentran en las células nerviosas artificiales normales.

Los investigadores quieren realizar más pruebas sobre sus hallazgos que se publicarán dentro de poco en una revista médica de Estados Unidos, con la esperanza de que las células nerviosas híbridas puedan utilizarse en humanos dentro de cinco años.

Los procedimientos actuales para tratar los daños nerviosos pasan por llevar a cabo un trasplante de células nerviosas de otras partes del cuerpo del paciente, un método que puede causar entumecimiento en las zonas de las que se toman las células. Otro tratamiento emplea células nerviosas artificiales con forma de tubo para favorecer la regeneración de las células, sin embargo, la efectividad de la técnica es limitada.


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